逻辑门电路说课课件
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《逻辑门电路》PPT课件
b
电子，形成电流ICN R b
P N I E N I E P
VC C
➢另外，集电结区的少 V B B
数载流子形成漂移电流
e IE
ICBO
两种载流子参与导电——双极性晶体管Bipolar Junction Transistor
2021－09－22
中国科学技术大学 快电子 刘树彬
17
BJT的开关工作状态
《逻辑门电路》PPT课件
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第三章 逻辑门电路
3.1 MOS逻辑门电路 3.2 TTL逻辑门电路 3.3 射极耦合门电路 3.5 逻辑描述中的几个问题 3.6 逻辑门电路使用中的几个实际问题
7
N型半导体
在本征半导体中掺入五价杂质元素，如磷、砷等
硅原子 + 4
多余电子
+4
磷原子
+4
+4
+4
电子空穴对 自由电子
N型半导体
+5 +4
++ + + ++ + +
+3;
2021－09－22
多数载流子——自由电子 少数载流子—— 空穴
中国科学技术大学 快电子 刘树彬
施主离子
8
PN结
2021－09－22
中国科学技术大学 快电子 刘树彬
t1
t
IFVFR LVDV RF L
0.1IR t
逻辑门电路说课课件知识讲解共44页
逻辑门电路说课课件知识讲 解
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。 Nhomakorabea谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。 Nhomakorabea谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
逻辑门电路课件
Rp(min)
VDD VOL(max) I OL(max) I IL(total)
… …
+V DD IOL（max) RP
0
IIL（total)
k
IIL
1
n
m
1
当VO=VOH
为使得高电平不低于规定的VIH的 最小值，则Rp的选择不能过大。 Rp的最大值Rp(max) ：
I0Z（total)
+V DD RP
50%
10%
t
f
90%
50% 10%
tr
4. 功耗
静态功耗：指的是当电路没有状态转换时的功耗，即门电路空 载时电源总电流ID与电源电压VDD的乘积。
动态功耗：指的是电路在输出状态转换时的功耗， 对于TTL门电路来说，静态功是主要的。 CMOS电路的静态功耗非常低，CMOS门电路有动态功耗
5. 延时功耗积 是速度功耗综合性的指标.延时功耗积，用符号DP表示。 几种CMOS系列非门的DP见下页。
D2
CN
TN
(3) vI < vDF D2导通, D1截止 vG = vDF
当输入电压不在正常电压范围时,二极管导通，限制了电容两端电 压的增加,保护了输入电路。
RS和MOS管的栅极电容组成积分网络，使输入信号的过冲电压延 迟且衰减后到栅极。
（2）CMOS逻辑门的缓冲电路
输入、输出端加了反相器作为缓冲电路，所以电路的逻 辑功能也发生了变化。增加了缓冲器后的逻辑功能为与非 功能
6.8 25.84
C、I=2V~3V
TN导通，TP导通
vO vI
2. 传输门的应用
(1) 传输门组成的异或门
B=0
A
《逻辑门电路 》课件
能：输入全为1时输出 为0，其他情况输出为1
符号表示：通常用"NAND"表 示
真值表：列出所有输入和输出 组合的真值表
应用：常用于实现逻辑运算， 如与、或、非等
逻辑功能：输入全为1时输出为0，其他情况输出为1 符号表示：输入端A、B，输出端Y 真值表：列出所有输入输出组合及其对应的输出值 应用：用于实现逻辑运算、控制电路等
实现逻辑运算：与、或、非等 基本逻辑运算
控制信号：控制电路的通断、 开关等
数据处理：处理二进制数据， 实现数据传输、存储等
构建复杂电路：通过组合逻辑 门电路，构建更复杂的电路系 统
PART THREE
功能：实现逻辑与 运算
输入：两个输入信 号
输出：一个输出信 号
真值表：当两个输 入信号均为1时， 输出为1；否则输 出为0。
低功耗技术的挑 战与机遇
低功耗技术的未 来展望
人工智能：逻辑门电路是实现人工智能的关键技术之一，未来将在智能机器人、智能语音识别等领域发挥重要作 用。
物联网：逻辑门电路是实现物联网的关键技术之一，未来将在智能家居、智能交通等领域发挥重要作用。
量子计算：逻辑门电路是实现量子计算的关键技术之一，未来将在量子通信、量子加密等领域发挥重要作用。
生物科技：逻辑门电路是实现生物科技的关键技术之一，未来将在基因编辑、生物制药等领域发挥重要作用。
汇报人：
小型化趋势：随着半导 体技术的发展，逻辑门 电路的尺寸越来越小， 提高了集成度和性能
技术挑战：如何实现 更高集成度和更小尺 寸的逻辑门电路，同 时保证性能和可靠性
应用前景：随着物联 网、人工智能等新兴 技术的发展，逻辑门 电路的集成化和小型 化将更加重要。
低功耗技术在逻 辑门电路中的应 用
符号表示：通常用"NAND"表 示
真值表：列出所有输入和输出 组合的真值表
应用：常用于实现逻辑运算， 如与、或、非等
逻辑功能：输入全为1时输出为0，其他情况输出为1 符号表示：输入端A、B，输出端Y 真值表：列出所有输入输出组合及其对应的输出值 应用：用于实现逻辑运算、控制电路等
实现逻辑运算：与、或、非等 基本逻辑运算
控制信号：控制电路的通断、 开关等
数据处理：处理二进制数据， 实现数据传输、存储等
构建复杂电路：通过组合逻辑 门电路，构建更复杂的电路系 统
PART THREE
功能：实现逻辑与 运算
输入：两个输入信 号
输出：一个输出信 号
真值表：当两个输 入信号均为1时， 输出为1；否则输 出为0。
低功耗技术的挑 战与机遇
低功耗技术的未 来展望
人工智能：逻辑门电路是实现人工智能的关键技术之一，未来将在智能机器人、智能语音识别等领域发挥重要作 用。
物联网：逻辑门电路是实现物联网的关键技术之一，未来将在智能家居、智能交通等领域发挥重要作用。
量子计算：逻辑门电路是实现量子计算的关键技术之一，未来将在量子通信、量子加密等领域发挥重要作用。
生物科技：逻辑门电路是实现生物科技的关键技术之一，未来将在基因编辑、生物制药等领域发挥重要作用。
汇报人：
小型化趋势：随着半导 体技术的发展，逻辑门 电路的尺寸越来越小， 提高了集成度和性能
技术挑战：如何实现 更高集成度和更小尺 寸的逻辑门电路，同 时保证性能和可靠性
应用前景：随着物联 网、人工智能等新兴 技术的发展，逻辑门 电路的集成化和小型 化将更加重要。
低功耗技术在逻 辑门电路中的应 用
《数电逻辑门电路》PPT课件
1输入 vI2
01输输入出
噪声容限定义示意图
VNL * 18
3.传输延迟时间
传输延迟时间是表征门电路开关速度 的参数，它说明门电路在输入脉冲波
门电路的传输延迟时间
形的作用下，其输出波形相对于输入 波形延迟了多长时间。
50% 输入
t PHL
50% tPLH
类型 参数
tPLH或 tPHL(ns)
74HC
当负载门的个数增加时，总的灌电流IOL将增加，同时也将引起 输出低电压VOL的升高。保证输出为低电平，并且不超过输出 低电平的上限值。
N OL
I OL ( 驱 动 门) I IL (负 载 门)
IOL ：驱动门的输出端为低电平电流
IIL ：负载门输入端电流
一般情况下
NOH NOL
取两者中的较小者！
*
35
接口电压示意图
负载器件所要求的输入电压
1 vO
vI 1
驱动门
负载门
vO
VOH (min)
vI
VIH (min)
VIL (max) VOL(max )
VOH(min)
≥ VIH(min)
VOL(max) ≤ VIL(max)
*
36
接口电流示意图
对负载器件提供足够大的拉电流和灌电流
11
灌电流 IOL(max) ≥
A
CS
B
…… CS
总线
要求：同一时刻，只允许一个部件的 数据进入总线，其它应与总线断路。
方法：分时控制各个门的CS端，使相 应的TSL门的CS =1，其它TSL门的 CS =0。
TSL门既可线与，又保持了
&
TTL与非门的推拉式输出级→ 带负载能力和工作速度均↑
数字电子技术逻辑门电路课件
F 1 0
数字电子技术-逻辑门电路
二极管与门/或门电路的缺点
（1）在多个门串接使用时，会出现低电平偏离标准数值 的情况。 （2）负载能力差。
+VCC（+5V）
R 3kΩ
D1
0V
D2
5V
D1
p
5V
D2
0.7V
+VCC（+5V） R 3kΩ
L
RL
1.4V
数字电子技术-逻辑门电路
解决办法：
将二极管与门（或门）电路和三极管非门电路组 合起来。
1
3
2T 3
Hale Waihona Puke R e21kΩ输入级
中间级
输出级
数字电子技术-逻辑门电路
TTL与非门的逻辑关系分析
1、输入全为高电平3.6V时。
T2、T3饱和导通， 由于T2饱和导通，VC2=1V。
由于T3饱和导通，输出电压为： VO=VCES3≈0.3V
T4和二极管D都截止。
实现了与非门的逻 辑功能之一： 输入全为高电平时， 输出为低电平。 A
管相当于一个闭合的开关。
D
K
V
F
IF
RL
V
F
IF
RL
数字电子技术-逻辑门电路
半导体二极管的理想开关特性
(2)加反向电压VR时，二极管截止，反向电流IS可忽略。二
极管相当于一个断开的开关。
D
K
V
R
IS
RL
V
R
RL
iD
理想二极管 伏安特性
uD
0V
数字电子技术-逻辑门电路
半导体二极管的实际开关特性
实际的硅二极管正向导通时，存在 一个0.7V的门槛电压（锗二极管为 0.3V),其伏安特性曲线为：
数字电子技术-逻辑门电路
二极管与门/或门电路的缺点
（1）在多个门串接使用时，会出现低电平偏离标准数值 的情况。 （2）负载能力差。
+VCC（+5V）
R 3kΩ
D1
0V
D2
5V
D1
p
5V
D2
0.7V
+VCC（+5V） R 3kΩ
L
RL
1.4V
数字电子技术-逻辑门电路
解决办法：
将二极管与门（或门）电路和三极管非门电路组 合起来。
1
3
2T 3
Hale Waihona Puke R e21kΩ输入级
中间级
输出级
数字电子技术-逻辑门电路
TTL与非门的逻辑关系分析
1、输入全为高电平3.6V时。
T2、T3饱和导通， 由于T2饱和导通，VC2=1V。
由于T3饱和导通，输出电压为： VO=VCES3≈0.3V
T4和二极管D都截止。
实现了与非门的逻 辑功能之一： 输入全为高电平时， 输出为低电平。 A
管相当于一个闭合的开关。
D
K
V
F
IF
RL
V
F
IF
RL
数字电子技术-逻辑门电路
半导体二极管的理想开关特性
(2)加反向电压VR时，二极管截止，反向电流IS可忽略。二
极管相当于一个断开的开关。
D
K
V
R
IS
RL
V
R
RL
iD
理想二极管 伏安特性
uD
0V
数字电子技术-逻辑门电路
半导体二极管的实际开关特性
实际的硅二极管正向导通时，存在 一个0.7V的门槛电压（锗二极管为 0.3V),其伏安特性曲线为：
逻辑门电路授课课件
2. MOS管的开关特性
3.1.4 CMOS反相器
1．电路结构
CMOS逻辑门电路是由N沟道MOSFET和P沟
υI
道MOSFET互补而成。
2．工作原理
（设VDD＞（VTN + |VTP|），且VTN = |VTP|） （1）当υi=0V时，TN截止，TP导通。输出υO≈VDD。 （2）当υi=VDD时，TN导通，TP截止，输出υO≈0V。
传输延迟时间 tpd/ns(CL=15pF)
75 10 13 2.9
功耗 (mW) 1(1MHz) 1.5 (1MHz) 1 (1MHz) 0.0003~7.5
延时功耗积 (pJ) 75 15 13
0.00087~22
3.1.9 NMOS门电路(略)
3.2 TTL逻辑门
3.2.1 BJT的开关特性
⑴ 扇入数：一个门电路输入端接入同类门电路的最大数目，取决于门电 路的输入端的个数。
⑵ 扇出数：一个门电路输出端能带同类门电路的最大数目，它表示带负 载的能力。
驱动门的所带负载分为灌电流负载和拉电流负载两种情况:
① 带灌电流负载
② 带拉电流负载
如NOH= NOL则取两者的最小值为门的扇出系数。
各类数字集成电路主要性能参数的比较
3.1.5 CMOS逻辑门电路
1．CMOS与非门
两个并联的P沟道和两个串联的N沟道增强型MOS管组成。
VDD
TP1
TP2
（1）当A、B中只要一个为低时，就会使与 之相连的NMOS管截止，PMOS管导
通，输出为高；
L
（2）当A、B全为高时，两串联的NMOS
B TN2
管导通，两并联的PMOS管截止，输 出为低。
VDD
3.1.4 CMOS反相器
1．电路结构
CMOS逻辑门电路是由N沟道MOSFET和P沟
υI
道MOSFET互补而成。
2．工作原理
（设VDD＞（VTN + |VTP|），且VTN = |VTP|） （1）当υi=0V时，TN截止，TP导通。输出υO≈VDD。 （2）当υi=VDD时，TN导通，TP截止，输出υO≈0V。
传输延迟时间 tpd/ns(CL=15pF)
75 10 13 2.9
功耗 (mW) 1(1MHz) 1.5 (1MHz) 1 (1MHz) 0.0003~7.5
延时功耗积 (pJ) 75 15 13
0.00087~22
3.1.9 NMOS门电路(略)
3.2 TTL逻辑门
3.2.1 BJT的开关特性
⑴ 扇入数：一个门电路输入端接入同类门电路的最大数目，取决于门电 路的输入端的个数。
⑵ 扇出数：一个门电路输出端能带同类门电路的最大数目，它表示带负 载的能力。
驱动门的所带负载分为灌电流负载和拉电流负载两种情况:
① 带灌电流负载
② 带拉电流负载
如NOH= NOL则取两者的最小值为门的扇出系数。
各类数字集成电路主要性能参数的比较
3.1.5 CMOS逻辑门电路
1．CMOS与非门
两个并联的P沟道和两个串联的N沟道增强型MOS管组成。
VDD
TP1
TP2
（1）当A、B中只要一个为低时，就会使与 之相连的NMOS管截止，PMOS管导
通，输出为高；
L
（2）当A、B全为高时，两串联的NMOS
B TN2
管导通，两并联的PMOS管截止，输 出为低。
VDD
逻辑门电路说课课件
子任务二:观察开关各种可能状态下小灯泡的对应状态
二 思考与探究
子任务三:依据实验现象填写表格一 子任务四:根据表格一转换出真值表，并总结逻辑功能口诀
条件
开关s1
结果
电灯HL
S开，HL 灭：”0“
S合，HL 亮：”1“
条件
s1（0、1）
结果
HL（0、1）
非门逻辑功能：“有0出1，有1出0，正相反”
三 拓展与延伸 子任务五：生产生活中应用实例
子任务七：媒体提供
只有三个机要员的钥匙都同时转动，门才会打开
逻辑符号及写法
Y=A●B
A& Y B
四 评价与考核 详见考核表
对7个子任务 学生进行自评 小组交叉互评 教师总评
返回上级菜单
任务二 或逻辑及门功能探究
一 操作与观察
s1
E
s2
导线
若干
HL
子任务一:选择器材，依据“任何一个开关都能独立控制灯泡”的要求连接电路，
结束语
导线 若干
E
s1 s2
子任务一:选择器材，根据电路图连接电路
HL 子任务二:观察开关各种可能状态下小灯泡的对应状态
二 思考与探究
子任务三:依据实验现象填写表格一 子任务四:根据表格一转换出真值表，并总结逻辑功能口诀
条件
开关s1
开关s2
结果 S开，HL 电灯HL 灭：”0“
S合，HL 亮：”1“
条件
s1（0、1）
并画出电路图
子任务二:观察开关各种可能状态下小灯泡的对应状态
二 思考与探究
子任务三:依据实验现象填写表格一 子任务四:根据表格一转换出真值表，并总结逻辑功能口诀
条件
开关s1
二 思考与探究
子任务三:依据实验现象填写表格一 子任务四:根据表格一转换出真值表，并总结逻辑功能口诀
条件
开关s1
结果
电灯HL
S开，HL 灭：”0“
S合，HL 亮：”1“
条件
s1（0、1）
结果
HL（0、1）
非门逻辑功能：“有0出1，有1出0，正相反”
三 拓展与延伸 子任务五：生产生活中应用实例
子任务七：媒体提供
只有三个机要员的钥匙都同时转动，门才会打开
逻辑符号及写法
Y=A●B
A& Y B
四 评价与考核 详见考核表
对7个子任务 学生进行自评 小组交叉互评 教师总评
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任务二 或逻辑及门功能探究
一 操作与观察
s1
E
s2
导线
若干
HL
子任务一:选择器材，依据“任何一个开关都能独立控制灯泡”的要求连接电路，
结束语
导线 若干
E
s1 s2
子任务一:选择器材，根据电路图连接电路
HL 子任务二:观察开关各种可能状态下小灯泡的对应状态
二 思考与探究
子任务三:依据实验现象填写表格一 子任务四:根据表格一转换出真值表，并总结逻辑功能口诀
条件
开关s1
开关s2
结果 S开，HL 电灯HL 灭：”0“
S合，HL 亮：”1“
条件
s1（0、1）
并画出电路图
子任务二:观察开关各种可能状态下小灯泡的对应状态
二 思考与探究
子任务三:依据实验现象填写表格一 子任务四:根据表格一转换出真值表，并总结逻辑功能口诀
条件
开关s1
《逻辑门电路》课件
与非门（NAND Gate）
与门的输出信号取反。
逻辑门的符号和真值表
符号
每种逻辑门都有其独特的图形符号，用以表示其 功能。
真值表
每个逻辑门都有其对应的真值表，用于描述其输 入输出逻辑关系。
逻辑门的输入输出值
逻辑门 非门 与门 或门 与非门
输入值 0/1 00/01/10/11 00/01/10/11 00/01/10/11
解码器（Decoder）
将较少数量的输入信号解码成较多数量的输出信 号。
时序逻辑电路1来自触发器（Flip-Flops）
用于存储和控制逻辑门电路的状态和信号。
2
寄存器（Registers）
用于存储和传输多个二进制位的信息。
3
计数器（Counters）
用于计数和控制逻辑电路的运行。
状态图和状态表
状态图
逻辑门电路
逻辑门电路是数字电子学中的重要概念。它由不同类型的逻辑门组成，用于 处理和操作数字信号。本课件将介绍逻辑门的基本知识和应用。
逻辑门的类型
非门（NOT Gate）
将输入信号取反，输出为其相反值。
或门（OR Gate）
当任意一个输入信号为高电平时，输出为高 电平。
与门（AND Gate）
当所有输入信号均为高电平时，输出为高电 平。
D锁存器
有一个输入信号D，可以存储 一个比特。
振荡器（Oscillators）
1 简谐振荡器
2 应用示例
通过正反馈回路产生稳定的周期性输出信 号。
振荡器可用于时钟发生器、通信设备和音 频设备。
逻辑门设计和实现
逻辑门设计
设计逻辑门需要考虑电路的功能、布局和性能 要求。
逻辑门实现
与门的输出信号取反。
逻辑门的符号和真值表
符号
每种逻辑门都有其独特的图形符号，用以表示其 功能。
真值表
每个逻辑门都有其对应的真值表，用于描述其输 入输出逻辑关系。
逻辑门的输入输出值
逻辑门 非门 与门 或门 与非门
输入值 0/1 00/01/10/11 00/01/10/11 00/01/10/11
解码器（Decoder）
将较少数量的输入信号解码成较多数量的输出信 号。
时序逻辑电路1来自触发器（Flip-Flops）
用于存储和控制逻辑门电路的状态和信号。
2
寄存器（Registers）
用于存储和传输多个二进制位的信息。
3
计数器（Counters）
用于计数和控制逻辑电路的运行。
状态图和状态表
状态图
逻辑门电路
逻辑门电路是数字电子学中的重要概念。它由不同类型的逻辑门组成，用于 处理和操作数字信号。本课件将介绍逻辑门的基本知识和应用。
逻辑门的类型
非门（NOT Gate）
将输入信号取反，输出为其相反值。
或门（OR Gate）
当任意一个输入信号为高电平时，输出为高 电平。
与门（AND Gate）
当所有输入信号均为高电平时，输出为高电 平。
D锁存器
有一个输入信号D，可以存储 一个比特。
振荡器（Oscillators）
1 简谐振荡器
2 应用示例
通过正反馈回路产生稳定的周期性输出信 号。
振荡器可用于时钟发生器、通信设备和音 频设备。
逻辑门设计和实现
逻辑门设计
设计逻辑门需要考虑电路的功能、布局和性能 要求。
逻辑门实现
逻辑门电路介绍课件
信号处理：对输入信号进行加工
02
处理，如放大、滤波等 控制功能：实现对电路的控制，
03
如开关、定时等 存储功能：实现对信号的存储，
04
如寄存器、存储器等
逻辑门电路的工作原 理
基本逻辑运算
1 与运算：当所有输入都为1时，输出为1，否则为0 2 或运算：当所有输入都为0时，输出为0，否则为1 3 非运算：输入为1时，输出为0；输入为0时，输出为1 4 异或运算：当输入相同时，输出为0；当输入不同时，输出为1 5 同或运算：当输入相同时，输出为1；当输入不同时，输出为0
5
逻辑门电路的 应用：数字电 路、计算机、
通信等领域
逻辑门电路的应用
数字电路的设计
逻辑门电路是数字
电路的基础 1
4 逻辑门电路在数字电
路设计中的应用广泛， 如计算机、手机、家 电等电子产品中都有
逻辑门电路的身影
逻辑门电路可以实
现基本的逻辑运算，
2
如与、或、非等
3
逻辑门电路可以组
合成更复杂的电路，
04
逻辑门电路的 控制端用于控 制逻辑运算的 类型。
逻辑门电路的分类
01
基本逻辑门： 与门、或门、 非门
02
复合逻辑门： 与非门、或非 门、异或门
03
扩展逻辑门： 三态门、多路 复用器、解码 器
04
特殊逻辑门： TTL、CMOS、 ECL等不同类 型逻辑门的分 类
逻辑门电路的功能
逻辑运算：实现基本的逻辑运算， 01 如与、或、非等
逻辑门电路介绍课 件
演讲人
பைடு நூலகம்录
01. 逻辑门电路的基本概念 02. 逻辑门电路的工作原理 03. 逻辑门电路的应用
02
处理，如放大、滤波等 控制功能：实现对电路的控制，
03
如开关、定时等 存储功能：实现对信号的存储，
04
如寄存器、存储器等
逻辑门电路的工作原 理
基本逻辑运算
1 与运算：当所有输入都为1时，输出为1，否则为0 2 或运算：当所有输入都为0时，输出为0，否则为1 3 非运算：输入为1时，输出为0；输入为0时，输出为1 4 异或运算：当输入相同时，输出为0；当输入不同时，输出为1 5 同或运算：当输入相同时，输出为1；当输入不同时，输出为0
5
逻辑门电路的 应用：数字电 路、计算机、
通信等领域
逻辑门电路的应用
数字电路的设计
逻辑门电路是数字
电路的基础 1
4 逻辑门电路在数字电
路设计中的应用广泛， 如计算机、手机、家 电等电子产品中都有
逻辑门电路的身影
逻辑门电路可以实
现基本的逻辑运算，
2
如与、或、非等
3
逻辑门电路可以组
合成更复杂的电路，
04
逻辑门电路的 控制端用于控 制逻辑运算的 类型。
逻辑门电路的分类
01
基本逻辑门： 与门、或门、 非门
02
复合逻辑门： 与非门、或非 门、异或门
03
扩展逻辑门： 三态门、多路 复用器、解码 器
04
特殊逻辑门： TTL、CMOS、 ECL等不同类 型逻辑门的分 类
逻辑门电路的功能
逻辑运算：实现基本的逻辑运算， 01 如与、或、非等
逻辑门电路介绍课 件
演讲人
பைடு நூலகம்录
01. 逻辑门电路的基本概念 02. 逻辑门电路的工作原理 03. 逻辑门电路的应用
逻辑门电路任务一认识基本门电路ppt课件
2．与门
CD4081BCN外形图
CD4081BCN引脚排列图
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
3．或门
CD4071BCN外形图
CD4071BCN引脚排列图
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
运算规则：
0＋0 = 0体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
二极管或门电路
或门的真值表
二极管或门电路
“有1出1，全0出0” 或门的逻辑表达式为：Y = A + B
（3）检查无误后，按集成电路标记口的方向插上集成 电路，方可通电测试。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
4．测试步骤及要求
测试记录表
真值表
二极管与门电路 二极管与门输入、输出关系表
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
真值表——用1和0表示的所有可能的输入状态的取值 和相应的输出状态的取值所组成的表格。
与门的真值表
“有0出0，全1出1” 与门的逻辑表达式：Y = AB
1）4000系列
CMOS器件型号组成符号及意义
CMOS器件型号的符号和意义举例
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
CD4081BCN外形图
CD4081BCN引脚排列图
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
3．或门
CD4071BCN外形图
CD4071BCN引脚排列图
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
运算规则：
0＋0 = 0体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
二极管或门电路
或门的真值表
二极管或门电路
“有1出1，全0出0” 或门的逻辑表达式为：Y = A + B
（3）检查无误后，按集成电路标记口的方向插上集成 电路，方可通电测试。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
4．测试步骤及要求
测试记录表
真值表
二极管与门电路 二极管与门输入、输出关系表
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
真值表——用1和0表示的所有可能的输入状态的取值 和相应的输出状态的取值所组成的表格。
与门的真值表
“有0出0，全1出1” 与门的逻辑表达式：Y = AB
1）4000系列
CMOS器件型号组成符号及意义
CMOS器件型号的符号和意义举例
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
数字电子技术-逻辑门电路PPT课件
在电路中的应用。
或非门（NOR Gate）
逻辑符号与真值表
描述或非门的逻辑符号，列出其对应的真值表， 解释不同输入下的输出结果。
逻辑表达式
给出或非门的逻辑表达式，解释其含义和运算规 则。
逻辑功能
阐述或非门实现逻辑或操作后再进行逻辑非的功 能，举例说明其在电路中的应用。
异或门（XOR Gate）
逻辑符号与真值表
01
02
03
Байду номын сангаас
04
1. 根据实验要求搭建逻辑门 电路实验板，并连接好电源和
地。
2. 使用示波器或逻辑分析仪 对输入信号进行测试，记录输
入信号的波形和参数。
3. 将输入信号接入逻辑门电 路的输入端，观察并记录输出
信号的波形和参数。
4. 改变输入信号的参数（如频 率、幅度等），重复步骤3， 观察并记录输出信号的变化情
THANKS
感谢观看
低功耗设计有助于提高电路效率和延长设 备使用寿命，而良好的噪声容限则可以提 高电路的抗干扰能力和稳定性。
扇入扇出系数
扇入系数
指门电路允许同时输入的最多 信号数。
扇出系数
指一个门电路的输出端最多可 以驱动的同类型门电路的输入 端数目。
影响因素
门电路的输入/输出电阻、驱动 能力等。
重要性
扇入扇出系数反映了门电路的驱动 能力和带负载能力，对于复杂数字 系统的设计和分析具有重要意义。
实际应用
举例说明非门在数字电路中的应用， 如反相器、振荡器等。
03
复合逻辑门电路
与非门（NAND Gate）
逻辑符号与真值表
描述与非门的逻辑符号，列出其 对应的真值表，解释不同输入下
或非门（NOR Gate）
逻辑符号与真值表
描述或非门的逻辑符号，列出其对应的真值表， 解释不同输入下的输出结果。
逻辑表达式
给出或非门的逻辑表达式，解释其含义和运算规 则。
逻辑功能
阐述或非门实现逻辑或操作后再进行逻辑非的功 能，举例说明其在电路中的应用。
异或门（XOR Gate）
逻辑符号与真值表
01
02
03
Байду номын сангаас
04
1. 根据实验要求搭建逻辑门 电路实验板，并连接好电源和
地。
2. 使用示波器或逻辑分析仪 对输入信号进行测试，记录输
入信号的波形和参数。
3. 将输入信号接入逻辑门电 路的输入端，观察并记录输出
信号的波形和参数。
4. 改变输入信号的参数（如频 率、幅度等），重复步骤3， 观察并记录输出信号的变化情
THANKS
感谢观看
低功耗设计有助于提高电路效率和延长设 备使用寿命，而良好的噪声容限则可以提 高电路的抗干扰能力和稳定性。
扇入扇出系数
扇入系数
指门电路允许同时输入的最多 信号数。
扇出系数
指一个门电路的输出端最多可 以驱动的同类型门电路的输入 端数目。
影响因素
门电路的输入/输出电阻、驱动 能力等。
重要性
扇入扇出系数反映了门电路的驱动 能力和带负载能力，对于复杂数字 系统的设计和分析具有重要意义。
实际应用
举例说明非门在数字电路中的应用， 如反相器、振荡器等。
03
复合逻辑门电路
与非门（NAND Gate）
逻辑符号与真值表
描述与非门的逻辑符号，列出其 对应的真值表，解释不同输入下
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课内作业：教材P166页第三题中的
第二小题。
作业
课外作业： 数字化在我们生活的每一个角落，多
并画出电路图
子任务二:观察开关各种可能状态下小灯泡的对应状态
二 思考与探究
子任务三:依据实验现象填写表格一 子任务四:根据表格一转换出真值表，并总结逻辑功能口诀
条件
开关s1
开关s2
结果
S开，HL
电灯HL 灭：”0“
条件
结果
s1（0、1） S2（0、1） HL（0、1）
S合，HL 亮：”1“
或门逻辑功能：“有1出1，全0出0，1说了算”
辽 宁 省 本 溪 市
基本逻辑门电路
出版社：
高等教育出版社
设计理念
学情分析
基本逻辑门电路
教材分析 教法学法
教学程序 板书设计
教学反思
一 设计理念
我校实施“做中教、做中 学、做中练、做中考”的 专业课程教学改革
传感器在工、 任农务业书生产及
考家应核庭用表生广活泛中
设计理念
着重培养职业技能
多种教学手 段有机结合
三 拓展与延伸
子任务五：生产生活中应用实例
同寝室任何同学的钥 匙都可以打开寝室门
学生列举 或逻辑实
例
目的：鼓励学生积极思考，培 养他们勇于打破常规的革新创 新意识。
子任务六：举例中典型案例概述，并用 开关、导线和小灯泡连接模拟电路。
目的：培养学生敢说、敢想的 意识，并锻炼他们的文字表达 能力。
子任务七：媒体提供
1 二进制：
“0” “1”
2 判断模拟信 号/数字信号
环节一 观察与思考
? ?
正逻辑（常用）
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环节三 新课教学
任务一 与逻辑及与门功能探究（25分钟） 任务二 或逻辑及或门功能探究（25分钟） 任务三 非逻辑及非门功能探究（20分钟）
任务一 与逻辑及与门功能探究
一 操作与观察
S2（0、1）
结果
HL（0、1）
与门逻辑功能：“有0出0，全1出1，0说了算”
三 拓展与延伸
子任务五：生产生活中应用实例
登陆QQ的密码 和用户名
学生列举 与逻辑实
例
目的：鼓励学生积极思 考，培养他们勇于打破 常规的革新创新意识。
子任务六：举例中典型案例概述，用开关、导 线和小灯泡连接模拟电路。
目的：培养学生敢说、敢 想的意识，并锻炼他们的 文字表达能力。
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四 教法和学法
任务驱动式教学
实验探究法
教法
学导式教学法
实验探究
动手操作 学法
任务中相互评价
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五 教学程序
环节一 观察与思考（2分钟） 环节二 激学导思（3分钟） 环节三 新课教学（70分钟） 环节四 教学反馈（5分钟） 环节五 教学拓展（8分钟） 环节六 教学延伸（2分钟）
学生列 举非逻 辑实例
冰箱门打开 ，灯亮；关 上，灯灭
目的：鼓励学生积极思考，培 养他们勇于打破常规的革新创 新意识。
子任务六：举例中典型案例概述，并用开关、 导线和小灯泡连接模拟电路
目的：培养学生敢说、敢想的 意识，并锻炼他们的文字表达 能力。
子任务七：媒体提供 模拟路灯开关
逻辑符号及写法
Y=A
子任务二:观察开关各种可能状态下小灯泡的对应状态
二 思考与探究
子任务三:依据实验现象填写表格一 子任务四:根据表格一转换出真值表，并总结逻辑功能口诀
条件
开关s1
结果
电灯HL
S开，HL 灭：”0“
S合，HL 亮：”1“
条件
s1（0、1）
结果
HL（0、1）
非门逻辑功能：“有0出1，有1出0，正相反”
三 拓展与延伸 子任务五：生产生活中应用实例
本次课是数字电 路的基础内容， 学好本次课，为 后续课的学习打 下坚实的基础。
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2 教学目标
基础知识目标： 理解与、或、非三种基本逻辑门电路的逻辑功能，并能解释其现
象及简单应用。 能力训练目标： 1 正确选择实验器材、连接电路的技能及安全用电和爱护工具设备 的职业意识。 2 识电路图及画电路图的能力 3 观察和解释与、或、非基本应用现象并对其实例进行判断推理的 能力。 创新素质目标：
A1 Y
四 评价与考核 详见考核表
针对7个子任务 学生自评 小组交叉互评
教师总评
鼓励 统计
表扬
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环节4 教学反馈
课题深入，知识巩固
课件演示
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结合生活，课件演示
环节5 教学拓展
裁判按钮模拟控制电路
智力抢答器电路图
白天楼道灯不亮，晚上有人的楼层灯亮 返回上级菜单
环节6 教学延伸
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二 学情分析
学习储备：已经具备了进制 转换及区分模拟和数字信号 的能力
机电
09级
08班
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三 教材分析
1 教材的地位和作用 2 教学目标 3 教学重点、难点和关键
1 教材地位和作用
本次课内容节选自 所选教材的第十三章 第二节《逻辑门电 路》。本门课程既是 机电技术应用专业的 专业基础课，又是主 干课程。
子任务七：媒体提供
只有三个机要员的钥匙都同时转动，门才会打开
逻辑符号及写法
Y=A●B
A& Y B
四 评价与考核 详见考核表
对7个子任务 学生进行自评 小组交叉互评 教师总观察
s1
E
s2
导线
若干
HL
子任务一:选择器材，依据“任何一个开关都能独立控制灯泡”的要求连接电路，
培养学生主动思维、突破思维定势的创新能力和解决实际问题的专 业技能。 个性品质目标： 培养学生严以治学的科学态度、组织协调能力和与人协作的能力。
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3 教学重点、难点和关键
教学重点：
三种基本逻辑 门电路的逻辑 功能。
教学难点：
三种基本逻辑 门电路的应用 性探究
教学关键： 通过学生动
手实验、列 举实例来深 入理解三种 门电路的功 能及应用。
只要这一扇门、两扇窗中有一扇打开，报警器就响。
逻辑符号及写法
Y=A+B
A ≥1 Y B
四 评价与考核 详见考核表
针对7个子任务 学生自评
小组交叉互评
教师总评
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一 操作与观察
任务三 非逻辑及门功能探究
导线 若干
E
R1
s2
HL
子任务一:选择所需器材，依据“开关闭合，灯灭；开关断开，灯亮”的要求 连接电路，并画出电路图
导线 若干
E
s1 s2
子任务一:选择器材，根据电路图连接电路
HL 子任务二:观察开关各种可能状态下小灯泡的对应状态
二 思考与探究
子任务三:依据实验现象填写表格一 子任务四:根据表格一转换出真值表，并总结逻辑功能口诀
条件
开关s1
开关s2
结果 S开，HL 电灯HL 灭：”0“
S合，HL 亮：”1“
条件
s1（0、1）
第二小题。
作业
课外作业： 数字化在我们生活的每一个角落，多
并画出电路图
子任务二:观察开关各种可能状态下小灯泡的对应状态
二 思考与探究
子任务三:依据实验现象填写表格一 子任务四:根据表格一转换出真值表，并总结逻辑功能口诀
条件
开关s1
开关s2
结果
S开，HL
电灯HL 灭：”0“
条件
结果
s1（0、1） S2（0、1） HL（0、1）
S合，HL 亮：”1“
或门逻辑功能：“有1出1，全0出0，1说了算”
辽 宁 省 本 溪 市
基本逻辑门电路
出版社：
高等教育出版社
设计理念
学情分析
基本逻辑门电路
教材分析 教法学法
教学程序 板书设计
教学反思
一 设计理念
我校实施“做中教、做中 学、做中练、做中考”的 专业课程教学改革
传感器在工、 任农务业书生产及
考家应核庭用表生广活泛中
设计理念
着重培养职业技能
多种教学手 段有机结合
三 拓展与延伸
子任务五：生产生活中应用实例
同寝室任何同学的钥 匙都可以打开寝室门
学生列举 或逻辑实
例
目的：鼓励学生积极思考，培 养他们勇于打破常规的革新创 新意识。
子任务六：举例中典型案例概述，并用 开关、导线和小灯泡连接模拟电路。
目的：培养学生敢说、敢想的 意识，并锻炼他们的文字表达 能力。
子任务七：媒体提供
1 二进制：
“0” “1”
2 判断模拟信 号/数字信号
环节一 观察与思考
? ?
正逻辑（常用）
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环节三 新课教学
任务一 与逻辑及与门功能探究（25分钟） 任务二 或逻辑及或门功能探究（25分钟） 任务三 非逻辑及非门功能探究（20分钟）
任务一 与逻辑及与门功能探究
一 操作与观察
S2（0、1）
结果
HL（0、1）
与门逻辑功能：“有0出0，全1出1，0说了算”
三 拓展与延伸
子任务五：生产生活中应用实例
登陆QQ的密码 和用户名
学生列举 与逻辑实
例
目的：鼓励学生积极思 考，培养他们勇于打破 常规的革新创新意识。
子任务六：举例中典型案例概述，用开关、导 线和小灯泡连接模拟电路。
目的：培养学生敢说、敢 想的意识，并锻炼他们的 文字表达能力。
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四 教法和学法
任务驱动式教学
实验探究法
教法
学导式教学法
实验探究
动手操作 学法
任务中相互评价
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五 教学程序
环节一 观察与思考（2分钟） 环节二 激学导思（3分钟） 环节三 新课教学（70分钟） 环节四 教学反馈（5分钟） 环节五 教学拓展（8分钟） 环节六 教学延伸（2分钟）
学生列 举非逻 辑实例
冰箱门打开 ，灯亮；关 上，灯灭
目的：鼓励学生积极思考，培 养他们勇于打破常规的革新创 新意识。
子任务六：举例中典型案例概述，并用开关、 导线和小灯泡连接模拟电路
目的：培养学生敢说、敢想的 意识，并锻炼他们的文字表达 能力。
子任务七：媒体提供 模拟路灯开关
逻辑符号及写法
Y=A
子任务二:观察开关各种可能状态下小灯泡的对应状态
二 思考与探究
子任务三:依据实验现象填写表格一 子任务四:根据表格一转换出真值表，并总结逻辑功能口诀
条件
开关s1
结果
电灯HL
S开，HL 灭：”0“
S合，HL 亮：”1“
条件
s1（0、1）
结果
HL（0、1）
非门逻辑功能：“有0出1，有1出0，正相反”
三 拓展与延伸 子任务五：生产生活中应用实例
本次课是数字电 路的基础内容， 学好本次课，为 后续课的学习打 下坚实的基础。
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2 教学目标
基础知识目标： 理解与、或、非三种基本逻辑门电路的逻辑功能，并能解释其现
象及简单应用。 能力训练目标： 1 正确选择实验器材、连接电路的技能及安全用电和爱护工具设备 的职业意识。 2 识电路图及画电路图的能力 3 观察和解释与、或、非基本应用现象并对其实例进行判断推理的 能力。 创新素质目标：
A1 Y
四 评价与考核 详见考核表
针对7个子任务 学生自评 小组交叉互评
教师总评
鼓励 统计
表扬
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环节4 教学反馈
课题深入，知识巩固
课件演示
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结合生活，课件演示
环节5 教学拓展
裁判按钮模拟控制电路
智力抢答器电路图
白天楼道灯不亮，晚上有人的楼层灯亮 返回上级菜单
环节6 教学延伸
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二 学情分析
学习储备：已经具备了进制 转换及区分模拟和数字信号 的能力
机电
09级
08班
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三 教材分析
1 教材的地位和作用 2 教学目标 3 教学重点、难点和关键
1 教材地位和作用
本次课内容节选自 所选教材的第十三章 第二节《逻辑门电 路》。本门课程既是 机电技术应用专业的 专业基础课，又是主 干课程。
子任务七：媒体提供
只有三个机要员的钥匙都同时转动，门才会打开
逻辑符号及写法
Y=A●B
A& Y B
四 评价与考核 详见考核表
对7个子任务 学生进行自评 小组交叉互评 教师总观察
s1
E
s2
导线
若干
HL
子任务一:选择器材，依据“任何一个开关都能独立控制灯泡”的要求连接电路，
培养学生主动思维、突破思维定势的创新能力和解决实际问题的专 业技能。 个性品质目标： 培养学生严以治学的科学态度、组织协调能力和与人协作的能力。
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3 教学重点、难点和关键
教学重点：
三种基本逻辑 门电路的逻辑 功能。
教学难点：
三种基本逻辑 门电路的应用 性探究
教学关键： 通过学生动
手实验、列 举实例来深 入理解三种 门电路的功 能及应用。
只要这一扇门、两扇窗中有一扇打开，报警器就响。
逻辑符号及写法
Y=A+B
A ≥1 Y B
四 评价与考核 详见考核表
针对7个子任务 学生自评
小组交叉互评
教师总评
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一 操作与观察
任务三 非逻辑及门功能探究
导线 若干
E
R1
s2
HL
子任务一:选择所需器材，依据“开关闭合，灯灭；开关断开，灯亮”的要求 连接电路，并画出电路图
导线 若干
E
s1 s2
子任务一:选择器材，根据电路图连接电路
HL 子任务二:观察开关各种可能状态下小灯泡的对应状态
二 思考与探究
子任务三:依据实验现象填写表格一 子任务四:根据表格一转换出真值表，并总结逻辑功能口诀
条件
开关s1
开关s2
结果 S开，HL 电灯HL 灭：”0“
S合，HL 亮：”1“
条件
s1（0、1）